Address for correspondence : Hyun Jun Kim, MD, PhD, Department of Otolaryngology, Ajou University School of Medicine, 164 World cup-ro, Yeongtong-gu, Suwon 443-721, Korea
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서론

수면다원검사(polysomnography)는 코골이, 수면무호흡 등 수면관련 호흡장애(sleep-related breathing disorder) 진단의 gold standard이다.¹⁾ 일반적으로 수면다원검사는 특화된 수면 센터(specialized sleep center)에서 숙련된 수면 검사자(well- trained technologist)에 의해 시행되며, 전문가에 의한 판독도 필수적이다.²⁾ 따라서, 시설이나 인력, 장비 등 비용과 투자가 필요하며 환자의 입장에서도 시간적, 공간적, 경제적 부담이 발생한다. 이런 제한점 때문에 휴대용 수면 검사기기(portable sleep monitoring device, PMD)가 개발되어 사용되고 있다. 1994년부터 미국수면학회(American Sleep Disorders Medicine, 현재 American Academy of Sleep Medicine)에서 PMD에 대한 검토를 시작하였으며, 전체 수면 검사기기를 검사실과 검사자의 유무, 측정 가능한 항목의 종류 등에 따라 type I-IV로 분류하였다(Table 1).³⁾
1994년 이후 PMD는 기능과 종류에서 괄목할만한 성장이 있었으며, 많은 연구가 보고되었다.⁴⁾ 2007년 미국수면학회에서는 수면 검사에 대한 적절한 질 관리 프로그램이 있고, 수면환자에 대한 충분한 경험과 교육을 받은 수면 전문가의 진료 및 관리하에서 중등도 이상의 폐쇄성 수면 무호흡증이 의심되는 경우에 호흡 기류, 호흡 노력, 혈중 산소포화도를 포함하여 최소한 3채널 이상을 측정 가능한 PMD를 이용하여 검사 중 검사자의 감독 없이 시행한 수면 검사 결과를 가지고도 폐쇄성 수면 무호흡을 진단할 수 있다고 하였다.⁵⁾
현재 전세계적으로 수많은 종류의 PMD가 사용되고 있으며(Table 2), 국내에서도 많은 종류의 PMD가 사용되고 있다(Table 3). 따라서 이에 대해 알아보고자 한다.

본론

먼저 기본적인 개념과 용어에 대해 살펴보면, apnea-hypopnea index(AHI)와 respiratory disturbance index(RDI), oxygen desaturation index(ODI) 등이 있다.
AHI는 평균 1시간 동안의 발생한 apnea와 hypopnea를 합한 횟수로 normal은 5 미만, mild는 5~14, moderate는 15~29, severe는 30 이상이다.
ODI는 시간당 oxygen saturation 값이 baseline보다 3% 혹은 4% 이상 저하되는 횟수를 의미하며 정상은 5 미만이다.⁶⁾
RDI는 AHI에 respiratory effort-related arousal(RERA)을 합한 값이다. RERA는 호흡 곤란으로 10초 이상의 증가하는 호흡 노력과 이로 인한 각성을 동반하는 경우를 말한다.
Flow limitation(FL)은 일반적으로 정상 호흡 곡선은 round, sinusoid 형태이지만, 상기도 저항이 증가로 인해 형태가 편평해지고 plateau로 변화될 때를 말한다.⁷⁾
흔히 사용되는 PMD의 결과지에 대해 알아보면 아래와 같다(Fig. 1).

ApneaLink^TM, ApneaLink Plus^TM
ApneaLink^TM(ResMed Inc., Martinsried, Germany)는 nasal pressure transducer, oxymetry로 구성되어 있는 가장 기본적인 형태의 PMD이며, ApneaLink Plus^TM(ResMed Inc., Germany)는 여기에 호흡 노력을 측정할 수 있는 1개의 chest belt를 추가하여 central apnea를 구분할 수 있게 한 기기지만, 수면 시간이나 수면 단계, position을 알 수 없다는 단점이 있다.
두 기기의 report 형태는 비슷하며, AHI, hypopnea index(HI), FL, risk indicator(RI) 등의 지표를 보고하는데, 이 중 RI는 ResMed 회사 자체에서 만든 것으로 RDI와는 다른 개념이다. AHI+inspiratory flow limitation events로 계산할 수 있으며, 정상은 5 미만이다. Report에서 inspiratory flow limitation events를 직접 확인할 수는 없고, 자동으로 저장된 공식에 의해 계산된다. Report 중간에 보이는 RI는 이를 그림으로 보여준 것으로 5를 기준으로 RI가 증가할수록, 붉은색으로 이동되어 고위험도를 나타낸다. Result에서 보이는 breaths는 전체 호흡 횟수이며, apnea, hypopnea 역시 각각의 횟수이다. Flow lim. Br. without/with Sn는 전체 FL 횟수를 snoring의 동반 유무에 따라 분류한 것이며, 좌측의 %는 이를 전체 호흡수로 나눈 값이다. ApneaLink Plus^TM는 apnea index(AI)를 unclassified AI, obstructive AI, central AI, mixed AI로 분류해서 표시한다(Fig. 2).

Stardust II(STD)
Stardust II(Respironics Inc., Murrysville, PA, USA)는 1개의 chest belt를 이용해 호흡 노력을 감지해서 central apnea를 감별할 수 있다. Position sensor가 있어 supine과 non-supine position에 따른 event의 정도와 변화를 측정할 수 있다. Event report에서도 각각의 결과를 보여주며, 우측에서는 supine과 non-supine에 따른 차이를 보여준다. 우측 아래의 hypnogram은 시간과 자세에 따른 변화를 보여 주며 호흡 event는 duration과 비례하여 그래프의 높이도 변화한다(최소 10초 이상)(Fig. 3).

Watch_PAT
Watch_PAT(Itamar Medical Ltd., Caesarea Ind. Park, Israel)는 손가락의 Peripheral Arterial Tonometry(PAT)를 이용하여 arterial pulsatile volume을 측정하여 autonomic nervous system activity와 related vascular events의 변화를 physiological signal로 나타내는 것으로 electroencephalogram(EEG)과 nasal flow sensor 없이 sleep/wake, non-rapid eye movement/rapid eye movement(REM) sleep, respiratory events 결과를 계산 할 수 있다. Report에서 RDI, AHI는 PAT를 통해 측정하였다는 의미로 pRDI, pAHI로 표시하며, ODI는 직접 oxymetry를 이용해 측정하였으므로, ODI라고 표시한다. Watch_PAT는 목에 snoring sensor를 장착하여 snoring의 정도를 dB로 보여주어 크기를 알 수 있게 한다.
Hypnogram에서는 시간대별로 종합적인 결과를 보여준다. 첫 번째 그래프는 respiratory event를 시간별로 나타내며, 두 번째는 position 분석과 snoring의 크기를 dB로 나타낸다. 세 번째 그래프에서 검정색은 oxygen saturation을, 빨간색은 pulse rate를 나타낸다. 네 번째는 수면 단계(sleep stage)로 wake, REM, light sleep(stage N1, N2), deep sleep(stage N3)을 나타낸다(Fig. 4).

Embletta ×10, Embletta ×100
Embletta(Natus Medical Inc., San carlos, CA, USA)는 ×10, ×20, ×30, ×50, ×100 등의 모델이 있으며, 국내에서는 ×10과 ×100이 사용되고 있다. ×10은 9 channel model로 nasal pressure transducer, thermal sensor, 2개의 respiratory belt(chest, abdomen), oxymetry, position sensor, snoring sensor 등으로 구성되어 있으며, ×100은 thermistor와 snoring sensor가 빠지고, electrocardiogram, EEG, electrooculogram(EOG), electromyogram(EMG) 등에서 몇 가지 sensor를 선택하여 추가할 수 있다. ×100은 EEG, EOG, EMG 등을 이용하여 수면 단계를 알 수 있다는 장점이 있지만, sensor가 많아 상대적으로 불편하고, 환자가 직접 착용하기가 어렵고, 정상 수면을 방해할 수 있다는 단점이 있다. Report에서 ×10과 ×100의 차이는 ×100에서는 정확한 수면 시간과 수면 단계를 알 수 있으므로, sleep onset, efficiency, wake, 단계별 latency 등을 보여주지만, ×10에서는 index time만을 보여준다. 두 기기 모두 report에서 apnea/hypopnea에 대한 자세한 분석이 보고된다. Summary graph에서는 시간대별의 여러 가지 결과를 보여주며, ×100에서는 각 수면 단계가 arousal, W, R, N1, N2, N3로 표시된다(Figs. 5, 6 and 7).

SOMNOwatch, SleepTrek
그 외 SOMNOwatch(SOMNOmedics GmbH., Randersacker, Germany), SleepTrek(Grass Technologies, RI, USA) 등이 사용되고 있다.

결론

폐쇄성 수면무호흡증을 진단하는 데 가장 유용하고 정확한 검사는 표준 수면다원검사이다. 하지만 표준 수면다원검사는 시행이 복잡하고 검사가 집과는 다른 수면환경을 가진 검사실에서 이루어져 평소와는 다른 수면 양상을 보일 수 있으며, 인력과 시설이 많이 필요하고, 경제적 부담 비용이 많다는 단점을 지니고 있다. 이에 반해 PMD는 편의성, 접근성, 적은 비용과 같은 장점이 있지만, 표준 수면다원검사에 비하면 여러 가지 단점이 있다.
첫째, 환자가 집에 가서 시행하므로, 실패율이나 data의 loss 가능성이 높다.
둘째, 일반적으로 전체 수면 시간을 알지 못하고, 전체 기록 시간만을 보고하기 때문에 실제 severity보다 underestimate될 수 있다. 또한 arousal을 측정할 수 없어 RERA에 대한 scoring이 적어져서 역시 underestimate 될 수 있다.
셋째, 그 외에도 각각의 기기에 대한 validation study가 부족하다는 점과 심각한 동반 질환이 있는 경우, 소아와 노인, 여자 환자들에 대한 자료가 부족하다는 점도 있다.
이상적인 PMD는 정확성, 신뢰성, 재현성, 자료 보존의 안전성, 환자의 자가 장착 가능, 편의성, 검사자에 의한 수동 판독 가능 등의 조건을 만족해야 한다. 최근에는 수면다원검사의 기술을 PMD에 적용하는 것 뿐만 아니라, 새롭고 다양한 방식의 기술들이 개발되고 있다. Actigraphy(활동 기록기)를 이용하여 AHI를 계산하는 기기나 electromagnetic signal을 이용한 non-contact biosensor를 이용하여 수면의 질이나 호흡 장애를 알 수 있는 기기 등도 개발되고 있다. 각각의 기기들은 장단점이 있으며, 아직 임상에서 실제 적용까지는 시간이 더 필요하다.
PMD는 점차 사용이 확대될 것으로 생각되지만, 장단점과 한계를 숙지하고, 정확한 이해를 가지고 적절한 적응증에 사용되어야 할 것이다.

1. Fleetham J, Ayas N, Bradley D, Fitzpatrick M, Oliver TK, Morrison D, et al. Canadian Thoracic Society 2011 guideline update: diagnosis and treatment of sleep disordered breathing. Can Respir J 2011;18(1):25-47.

2. Collop NA, Anderson WM, Boehlecke B, Claman D, Goldberg R, Gottlieb DJ, et al. Clinical guidelines for the use of unattended portable monitors in the diagnosis of obstructive sleep apnea in adult patients. Portable Monitoring Task Force of the American Academy of Sleep Medicine. J Clin Sleep Med 2007;3(7):737-47.

3. Whitelaw WA, Burgess KR. Diagnosis of sleep apnoea: some critical issues. Indian J Med Res 2010;131:217-29.

4. Polese JF, Santos-Silva R, Kobayashi RF, Pinto IN, Tufik S, Bittencourt LR. Portable monitoring devices in the diagnosis of obstructive sleep apnea: current status, advantages, and limitations. J Bras Pneumol 2010;36(4):498-505.

5. McNicholas WT, Lévy P. Portable monitoring in sleep apnoea: the way forward? Eur Respir J 2011;37(4):749-51.

6. Davidson TM. Sleep medicine for surgeons. Laryngoscope 2008;118(5):915-31.

7. Kimoff RJ. To treat or not to treat: can a portable monitor reliably guide decision-making in sleep apnea? Am J Respir Crit Care Med 2011;184(8):871-2.